如图所示,长l=1.6m的细线一端固定在O点,另一端栓着一质量m=0.1kg的摆球.让摆球由A位置静止下摆,已知OA与竖直方向OBC的夹角为600求:(1)摆球摆到最

发布时间:2020-08-05 07:36:50

如图所示,长l=1.6m的细线一端固定在O点,另一端栓着一质量m=0.1kg的摆球.让摆球由A位置静止下摆,已知OA与竖直方向OBC的夹角为600求:
(1)摆球摆到最低点B位置时线的拉力,
(2)若悬点O到地面的竖直高度为H=6.6m,球摆到B点时细线刚好被拉断,则摆球落地时的速度大小以及落地点D到C点的距离(g=10m/s2)

网友回答

解:
(1)摆球由A位置摆到最低点B位置的过程中,由机械能守恒定律得
????? mgl(1-cos60°)=
得到摆球到最低点B位置时的速度v==
摆球经过B位置时,根据牛顿第二定律得,T-mg=m
得到? T=mg+m=2mg=2N
(2)球摆到B点时细线被拉断后,摆球做平抛运动,平抛运动的高度为h=H-l=5m,由机械能守恒定律得
???? mgh+=
得到摆球落地时的速度大小V==
代入解得? V=2≈10.8m/s
将平抛运动分解为水平方向和竖直方向两个分运动,竖直方向做自由落体运动,则有
?? h=
水平方向做匀速直线运动,则DC间距离x=vt=v
代入解得x=4m
答:
(1)摆球摆到最低点B位置时线的拉力是2N;
(2)摆球落地时的速度大小是10.8m/s,落地点D到C点的距离是4m.
解析分析:(1)摆球由A位置摆到最低点B位置的过程中,只有重力对摆球做功,其机械能守恒.由机械能守恒定律求出摆球摆到最低点B位置时的速度.摆球经过B位置时由重力和细线的拉力提供向心力,根据牛顿第二定律求解细线的拉力.
(2)球摆到B点时细线被拉断后,摆球做平抛运动,平抛运动的高度为h=H-l=5m,再机械能守恒求出小球落地时的速度大小.运用运动的分解方法求出平抛运动的水平距离DC.

点评:本题是圆周运动与平抛运动的综合,采用程度法分析求解.两个过程机械能都守恒.基础题.
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